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系统生理学增强功能近红外光谱：研究人类大脑的有力方法
摘要。在这篇 Outlook 论文中，我们解释了为什么当通过使用系统生理增强功能性近红外光谱 (SPA-fNIRS) 同时测量系统生理活动（例如心肺和自主神经活动）时，可以促进对功能性近红外光谱 (fNIRS) 神经成像信号的准确生理解释。SPA-fNIRS 的基本原理有两个方面：(i) SPA-fNIRS 能够更完整地解释和理解在头部测量的 fNIRS 信号，因为它们包含源自神经血管耦合和系统生理源的成分。用 SPA-fNIRS 测量的全身生理信号可用于回归 fNIRS 信号中的生理混杂成分。因此可以最大限度地减少误解。(ii) SPA-fNIRS 能够通过将大脑与整个身体的生理状态联系起来来研究具身大脑，从而对它们复杂的相互作用产生新的见解。我们预计 SPA-fNIRS 方法在未来将变得越来越重要。© 作者。由 SPIE 根据 Creative Commons Attribution 4.0 International 许可证出版。全部或部分分发或复制本作品需要完全注明原始出版物，包括其 DOI。[DOI：10.1117/1.NPh.9.3.030801]
系统生理学增强功能性近红外光谱超扫描：首次评估研究自发活动的同步
人类是一种社会性物种，在以目标为导向的合作过程中会进行复杂的互动。1 社会认知是此类互动的基础，包括三个主要组成部分：模拟、共情和心理化。标准的模拟概念是指一种功能过程，在此过程中，观察者试图自发地（甚至借助想象力）重现另一个人的相同心理状态。2 首先，Gallese 3 将社会认知归因于一种能够立即理解的具身模拟，并且与镜像神经元系统相关，即在执行有意动作（如运动动作）和观察相同动作时激活的神经系统。研究表明，6 个月大儿童在观察动作时运动皮层会被激活。4、5 第二个组成部分是共情，即分享感受和情感的能力。6 它是自动的，每个人都不一样，并且根据观察者与被观察者的关系类型而有所不同。 7、8 第三，心理化是社会认知的重要组成部分，是解读他人心理状态（如欲望、信仰和意图）的能力。9-11
消费级功能性近红外光谱的验证
消费级神经技术产品已经问世几十年了。这些产品中的大多数都基于脑电图 (EEG)，而脑电图 (EEG) 是一项对噪声敏感的技术。另一种选择是功能性近红外光谱 (fNIRS)，这是一种不断发展的神经成像技术，能够实时测量大脑的血流动力学活动。FNIRS 已成功通过功能性磁共振成像 (fMRI) 验证。最近，瑞典公司 Mendi 推出了一款微型无线消费级 fNIRS。本研究旨在比较 Mendi fNIRS 与成熟的实验室 fNIRS 设备对大脑活动的测量结果。19 名参与者（年龄 18-53 岁）进行了两次 Stroop 测试，同时测量了额极（布罗德曼 10 区）的氧合情况。首先，在实验室环境中使用 Biopac 的 fNIRS 设备进行测试，几周后，在家庭环境中使用 Mendi 设备重复该测试。对数据的初步分析显示，两种设备的测量结果具有良好的一致性。在群体层面，相关性为 0.81。这些中期结果需要通过更可靠的分析和后续研究来证实，但 Mendi 设备有望在群体层面提供有效的大脑活动测量，并且该设备很可能用于实验室外的研究。
b'porphyrins代表了一类经过多学科领域应用的大环协调化合物。它们在可见的光谱区域和近红外表现出很强的吸收，而由自组装的卟啉分子组成的有序聚集体可能会导致超快速的能量和电子转移，因为与本地化的\ xcf \ x80 \ x80 \ x80 \ x80 \ x80 \ x80 \ x80 \ x80 \ x80 \ x80 \ x80 \ x80 \ x80 \ x80 \ x80 \ x80 \ x80 \ x80 \ x80 \ x80 \ x80 \ x80 \ x80 \ x80 \ x80 \ x80 \ x93 \ x93 \ x93 \ x93 \ x93 \ x93 \ x93 \ x93 \ x933 \ x933 \单体。卟啉及其衍生物，例如卟啉三合会，液体\ XE2 \ x80 \ x93crystalline卟啉已被广泛用作光动力学，光热疗法（PTT和PDT）中的光敏剂（PTT和PDT）和染料敏化细胞（DSSCSCS），含有液体的材料，适用于液体的材料，适用于液体材料。 （OSC），以及在OSC和钙钛矿太阳能电池（PSC）中作为电荷运输材料。该特刊的目的是突出其合成，功能化，结构修饰和潜在应用的各个方面，重点是光动力疗法，光伏和传感器。欢迎报道新结果或评论的文章。”
b'porphyrins代表了一类经过多学科领域应用的大环协调化合物。They exhibit a strong absorption in the visible spectral region and near- infrared, while ordered aggregates consisting of self- assembled porphyrin molecules may enable ultra-fast energy and electron transfer because of the delocalized excited states present in the aggregates as compared to the localized \xcf\x80\xe2\x80\x93\xcf\x80 transitions within单体。Porphyrins and their derivatives, such as porphyrin triads, liquid\xe2\x80\x93crystalline porphyrins have been widely used as photosensitizers in photodynamic, photothermal therapy (PTT and PDT) and dye-sensitized solar cells (DSSCs), as fluorescent materials in chemical sensors as light harvesting elements in organic solar细胞（OSC），以及在OSC和钙钛矿太阳能电池（PSC）中作为电荷传输材料。该特刊的目的是突出其合成，功能化，结构修饰和潜在应用的各个方面，重点是光动力疗法，光伏和传感器。欢迎报道新结果或评论的文章。”
一种新的GHz高速近红外的无冷的单光子检测器
本文介绍了在龙骨项目框架下开发的高速近红外单光子检测器（空间量子源分布的技术开发，ESA ARTES C＆G计划）。基于在Geiger模式下运行的GHz门控雪崩光电二极管，该检测器提供紧凑性，毛皮和冷却能力，无维护操作和高速单光子检测性能。这些高性能使其非常适合极低的光级检测应用，例如太空式量子通信，卫星激光范围，绕行空间碎片光学跟踪和远程激光雷达。本文详细介绍了系统的体系结构和性能指标，涵盖了量子效率，深度计数率，时间抖动，最大计数率，时间窗口宽度以及螺栓效率的概率。实质性增强。
紫外激发下 Ba{4}{3}{17}$:Yb$^{3+}$:Eu$^{3+}$ 纳米粒子的近红外下转换发光
根据国际能源署 (IEA) 和欧洲环境署 (EEA) 的数据，能源消耗量逐年增加。这刺激了人们对新能源的探索和现有能源效率的提高。据预测，到 2030 年，光伏设备将产生太瓦级能源，同时千瓦时成本也将降低 [1]。太阳能是最经济实惠的能源之一。硅基太阳能电池主要用于太阳能利用。大部分能源将由硅太阳能电池板产生。除了硅之外，还有各种多层复合材料，如 GaAs、CdTe、Cu(In,Ga)Se 2 和最近提出的钙钛矿结构 [2, 3]。后者价格昂贵，难以在工业规模上生产。此外，由于有毒成分，过期后处理也存在问题，使用此类复合材料违背了绿色化学的原则。硅的优势在于化学可用性、技术链的成熟度、电子元件（包括含有稀土元素的元件）的处理。同时，硅基太阳能电池的一个严重缺点是光电转换效率 (LECE) 相对较低，即最佳样品的转换效率不高于 25% [4,5]。硅的最高光敏性区域位于约 1 µ m，其 LECE 光谱与太阳发射光谱的对应性较差。通过将太阳辐射从紫外线和蓝色光谱范围向下转换为 1 µ m 光谱范围来提高硅太阳能电池板的效率是一项紧迫的任务，对于太空应用而言，这非常现实 [6– 9]。潜在的发射体是三价镱离子，因为它的近红外 (NIR) 发光带约为 1000 nm（ 2 F 5 / 2 – 2 F 7 / 2 跃迁）[9–13]，与硅电池的 LECE 光谱顶部高度重合。Ba 4 Y 3 F 17 [14–17] 是经过深入研究的新型发光基质之一，因为它表现出下转换发光的高量子产率 [14]。对于在这些光谱区域吸收的各种敏化阳离子，能量可以从紫外和蓝色光谱区域转移到镱。一种特别有效的能量转移机制是通过敏化剂离子的逐步弛豫，通过量子切割机制激发两个受体离子 [12, 13, 18, 19]。量子切割表现出高达 195% 的高量子效率系数，但 NIR 发光的量子产率较低。更有效的途径是在具有更高发光量子产率的系统中简单地降档。一种有前途的组合物是 Yb/Eu 掺杂对，因为铕的吸收光谱包含 UV 和蓝色光谱区域的几条线。镱发光的最高直接测量量子产率（2.对于 SrF 2 :Yb (1.0 mol %):Eu (0.05 mol %) 粉末，在 266 nm 泵浦下达到 5 % [20]。本文旨在合成 Ba 4 Y 3 F 17 :Yb:Eu 固溶体并研究其发光性能。该样品旨在用于增强硅太阳能电池的 LECE。
二维材料的光电探测器，用于近红外检测
摘要：将新材料作为硅在光子设备中的应用一直是科学界的关注中心。二维（2D）材料表现出很大的能力，可以替代这种障碍。石墨烯由于其独特的特性（例如高迁移率和光学透明度），除了灵活性，稳健性和环境稳定性外，还具有光子学和光电子学发光的2D材料之一。据报道，有几种基于石墨烯的光电探测器，具有与各种能量热电，电磁和压电设备集成的能力。但是，由于其带隙限制，原始石墨烯不适合在红外区域检测合理信号。在这项工作中，使用石墨烯/金属插入的石墨烯光电探测器证明了基于石墨烯的近红外检测。使用化学蒸气沉积（CVD）在Cu底物上生长插烯石墨烯，并将层湿转移到Si/SiO2底物上。已将锥形铝微电极用于电触点，以改善照明过程中光生载体的检测。证明了红外检测，在室温下测试了反应性和量子效率，并解释了光生的机理。
迈向可持续、无色、透明的光伏电池：选择性近红外染料敏化太阳能电池的现状和发展前景
染料敏化太阳能电池 (DSSC) 是一种有前途的光伏 (PV) 技术，适用于需要高美学特征和能量生产的应用，例如建筑一体化光伏 (BIPV)。在此背景下，由于通过分子工程开发了新的敏化剂，DSSC 具有波长选择性。染料研究的悠久历史为该技术提供了不同的颜色以达到全色光吸收。然而，近 45% 的阳光辐射位于近红外 (NIR) 区域，而人类视锥细胞对此区域不敏感。本综述为读者提供了有关如何选择性地利用该区域以基于 DSSC 技术开发无色透明 PV 的关键信息。除了选择性 NIR 吸收剂外，三联光阳极、对电极和氧化还原介质共同有助于实现高美学特征。本文结合 BIPV 应用讨论了所有组件的详细信息、相互作用以及实现无色透明 NIR-DSSC 的技术限制。
荷兰学习婴儿的近红外光谱研究
图3。对前后语音获得的血流动力学反应。从刺激发作中，在-5至35s之间绘制了婴儿和HBB变化的时间疗程。（a）显示了5个月大的婴儿的结果，（b）表示10个月大的婴儿的结果。左图显示左半球的结果，右面板对应于右半球。使用基于群集的置换方法，在5个月大的和10个月大的婴儿中鉴定出簇对前后语音的显着反应（p <.05）。HBO：含氧血红蛋白，HBB：脱氧血红蛋白，HB：血红蛋白。fw：前言，BW：向后的语音。
依赖载荷前额叶皮层激活在两个执行任务中通过连续波近红外光谱评估，年轻人有三个认知载荷
摘要：本研究检查了行为表现的演变，主观上感知的困难和前额叶皮层的血液动力学活性是在两个不同的认知任务点击执行功能的过程中认知负荷的函数。此外，它研究了这些行为，主观和神经影像数据之间的关系。在三个认知负载条件下N-BACK和随机数生成任务的执行过程中，使用连续波功能的近红外功能近红外的近红外表格扫描了19岁的右手年轻人（18-22岁）。在腹外侧和背外侧前额叶皮层上，将四个发射极和四个受体选择固定在双侧，以记录血液动力学的变化。自我报告的量表揭示了人们所感知的困难。这项研究的发现表明，越来越多的认知负荷降低了行为表现并增加了感知的困难。与一背条件相比，随机数生成任务的三个认知载荷以及在两背和三背的参数量增加了参数。此外，在腹外侧前额叶皮层中的血液动力学活性在两项认知任务（随机数生成和N-背包任务）中的血液动力学活性在腹侧前额叶皮层中比背外侧前皮层更大。最后，结果强调了脑充氧与行为表现之间的一些联系，但没有主观上感知的困难。我们的结果表明，认知负荷会影响执行绩效和困难，并且可以使用FNIRS来指定前额叶皮层对涉及抑制和工作记忆更新的执行任务的影响。